《詹姆斯・韋伯太空望遠鏡》：為我們帶來全新版本、肉眼看不見的紅外線宇宙

文：太空望遠鏡科學研究所

第五章 結語

韋伯以哈伯（可見光）和史匹哲（紅外線）太空望遠鏡的詹姆傳承為基礎，是斯・美國國家科學院2010年科學十年調查的重點計畫。

韋伯望遠鏡的韋伯望遠外線成功發射，是太空在全世界經歷了艱難疫情、一年即將結束之際 殷殷盼望的鏡為好消息。

許多國家轉播了發射實況，們帶令人回想起20多年前國際太空站升空、來全甚至更早之前阿波羅計畫帶來的新版振奮。

韋伯太空望遠鏡把我們的本肉不見視野推得更遠，為我們揭開新的眼看宇宙細節，發掘隱藏的詹姆宇宙。它的斯・創新設計、龐大尺寸和驚人解析度，韋伯望遠外線會給我們帶來全新版本的太空宇宙——肉眼看不見的紅外線宇宙。但即使像韋伯這麼獨特的鏡為望遠鏡，也不可能單靠一己之力。

未來望遠鏡之間的協作

特別令人期待的是，韋伯與其他下一代地面和太空天文台之間協力作業時，會產生特別的加乘效應。過去幾十年來，以兩座或更多天文台來研究同一個天體，這樣的合作模式已經獲得許多重大發現，例如哈伯太空望遠鏡就經常和夏威夷的凱克天文台（Keck Observatory），或是新墨西哥州的超大電波陣列（VLA）等望遠鏡合作。這些地面望遠鏡添加了額外波段的觀測以供研究，並利用更高的解析度，幫哈伯擴大了科學影響力。

韋伯也會和其他頂尖的儀器進行類似的合作，這些新一代天文 台會在韋伯服役期間陸續開始運作，各自貢獻獨特的能力，與韋伯攜手處理美國國家研究委員會在最新的十年調查計畫中強調的主要科學問題。

阿塔卡馬大型毫米波／亞毫米波陣列（Atacama Large Mi-llimeter / submillimeter Array，縮寫為ALMA）會研究宇宙寒冷黑暗區域在毫米波段發出的明亮光芒，例如原行星盤，可為韋伯在相同領域的紅外線研究提供補充資訊。

此外，巨型分段鏡面望遠鏡（Giant Segmented Mirror Telescope，縮寫為GSMT）能對非常微弱、遙遠的天體進行更高解析度的光譜分析，有助於研究非常早期星系的形狀和運動。現已併入三十公尺望遠鏡（Thirty Meter Telescope）計畫。

韋伯也會與原稱大型綜合巡天望遠鏡（Large Synoptic Survey Telescope，縮寫為LSST）的薇拉・魯賓天文台（Vera C. Rubin Observatory），和原稱廣域紅外線巡天觀測望遠鏡（Wide-Field Infrared Survey Telescope，縮寫為WFIRST）的羅曼太空望遠鏡（Nancy Grace Roman Space Telescope）合作，運用重力透鏡（光在大質量天體的周圍受重力彎曲的特質）等技術，擴展我們對暗能量的理解，並測繪出更完備的暗物質分布圖。此外，韋伯還能持續追蹤利用重力透鏡找到的非常遙遠的超新星。

未知的領域

在偵測最古老恆星和最遙遠星系的時候，韋伯望遠鏡化身成宇宙的時間機器，把天文學者和大眾帶回到宇宙發出第一道光、創造出宇宙演化的大舞台的那段時期。

這方面的探討顯然是韋伯能力可及的範圍，但最有趣的是，我 們可能會發現目前還無法預見的問題，這樣的發現將會再次重塑我們對宇宙的理解，和我們在宇宙中的定位。

當初哈伯太空望遠鏡發射時，也有特定的、迫切的科學任務要探索。然而，哈伯有一些最重大的發現——例如神祕、無法解釋的 「暗能量」正在推動宇宙加速膨脹——卻是在天文學家從未預料到的領域中意外得來的。

我們只能在期待中想像韋伯接下來所能創造的可能性，會為天文學帶來什麼樣翻天覆地的衝擊和奇蹟。

命名背後的傳說

韋伯太空望遠鏡以NASA第二任署長詹姆斯・愛德溫・韋伯（James Edwin Webb）的名字來命名。他任職於1961年至1968年，在他的監管之下，美國太空計畫得到卓越的進展。韋伯強化了太空科學計畫，並負責超過75次的發射任務。他也為NASA後來的成功奠定良好的基礎，例如歷史性的阿波羅登月計畫，就在他1968年從NASA退休後不久實現。

書籍介紹

本文摘錄自《詹姆斯・韋伯太空望遠鏡：宇宙探索的新起點》，大石國際文化出版

作者：太空望遠鏡科學研究所
譯者：徐麗婷

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「我們將能夠看見宇宙的起源；包括恆星的誕生、新生的太陽系、和不斷演化的星系。因為在距離地球大約150萬公里的軌道上，有一台新的望遠鏡正在運行，它會以人眼看不見的光來凝視過去、並觀看宇宙形成的軌跡。」

中文世界第一本專書，完整介紹哈伯望遠鏡的繼承者：詹姆斯・韋伯太空望遠鏡

書中以大量照片、插畫、示意圖和圖表，解答韋伯望遠鏡的大小事，並欣賞韋伯至今所拍攝的代表性驚人影像：

• 韋伯望遠鏡和亞利安5號火箭的基本數據
• 韋伯望遠鏡和飛行器本體上的各大儀器模組與子系統詳解
• 透過手機掃描QR code影片，快速掌握宇宙的歷史、韋伯的運行軌道等關鍵概念
• NASA與ESA公布的韋伯拍攝成果，展現前所未見的宇宙奇景，與韋伯對未來科學研究的重要性
• 珍貴的實驗室現場照片，展示韋伯望遠鏡在NASA與各國航太機構的建造測試過程
• 韋伯望遠鏡可望回答哪些重大的科學問題
• 韋伯的紅外線觀測能力如何帶來新的發現
• 韋伯如何應用創新的航太工程技術，建造出巨大的摺疊式主鏡，解決升空、維持低溫、無法派人維護等棘手難題
• 未來韋伯望遠鏡將與哪些下一代地面望遠鏡合作，共同揭開宇宙的奧祕。

「今天我們透過詹姆斯・韋伯太空望遠鏡，把宇宙的嶄新面貌呈現在人類面前——這是我們過去從來不曾見過的視野。」——美國航太總署署長比爾・尼爾森（Bill Nelson）

詹姆斯．韋伯太空望遠鏡（James Webb Space Telescope）在2021年12月成功發射，是全世界在經歷了艱難疫情、一年即將結束之際殷殷盼望的好消息。許多國家轉播了發射實況，令人回想起20多年前國際太空站升空、甚至更早之前阿波羅計畫帶來的振奮。

韋伯在2022年1月完成部署，正式成為哈伯太空望遠鏡的接班人。早已超過服役年限的哈伯將在停止維護後逐漸失去功能，它的任務與角色將交棒給韋伯，以更加銳利的紅外線視野，探索更遙遠的宇宙起源。

本書由韋伯望遠鏡的科學作業中心「太空望遠鏡科學研究所」編寫，集結了NASA與共同開發韋伯望遠鏡的各國航太公司和實驗單位的資料，以簡明的科普語言說明韋伯肩負了哪些迫切的科學任務，以及這架「時光機」的運作原理，包括紅外線觀測、工程概念、主鏡和遮陽罩設計、科學儀器和相機、飛行器系統等。最後敘述韋伯如何與新一代的地面天文台聯手，為未來的天文學開創新局。

Photo Credit: 大石國際文化出版

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責任編輯：翁世航
核稿編輯：潘柏翰